半导体行业常用气体介绍

1、半导体行业常用气体介绍(总3页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company Onel-CAL -本页仅作为文档封面，使用请直接删除半导体常见气体的用途1、硅烷（SiH4）:有毒。硅烷在半导体工业中主要用于制作高纯多晶硅、通过 气相淀积制作二氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、多晶硅隔离层、多晶硅欧姆接触层 和异质或同质硅外延生长原料、以及离子注入源和激光介质等，还可用于制作 太阳能电池、光导纤维和光电传感器等。2、锗烷（GeH4）:剧毒。金属锗是一 种良好的半导体材料，锗烷在电子工业中主要用于化学气相淀积，形成各种不 同的硅锗合金用于电子元器件的制造。3、磷烷（PH3）:剧毒。主要用于硅烷

2、 外延的掺杂剂，磷扩散的杂质源。同时也用于多晶硅化学气相淀积、外延 GaP 材料、离子注入工艺、化合物半导体的MOCVD工艺、磷硅玻璃（PSG）钝化膜制 备等工艺中。4、砷烷（AsH3）:剧毒。主要用于外延和离子注入工艺中的n型 掺杂剂。5、氢化锑（SbH3）:剧毒。用作制造n型硅半导体时的气相掺杂剂。6、乙硼烷（B2H6）:窒息臭味的剧毒气体。硼烷是气态杂质源、离子注入和硼 掺杂氧化扩散的掺杂剂，它也曾作为高能燃料用于火箭和导弹的燃料。7、三氟 化硼（BF3）:有毒，极强刺激性。主要用作P型掺杂剂、离子注入源和等离子 刻蚀气体。8、三氟化氮（NF3）:毒性较强。主要用于化学气相淀积（CVD

3、）装 置的清洗。三氟化氮可以单独或与其它气体组合，用作等离子体工艺的蚀刻气 体，例如，NF3、NF3/Ar、NF3/He用于硅化合物MoSi2的蚀刻；NF3/CCl4、 NF3/HCl既用于MoSi2的蚀刻，也用于NbSi2的蚀刻。9、三氟化磷（PF3）： 毒性极强。作为气态磷离子注入源。10、四氟化硅（SiF4）:遇水生成腐蚀性 极强的氟硅酸。主要用于氮化硅（Si3N4）和硅化钽（TaSi2 ）的等离子蚀刻、 发光二极管P型掺杂、离子注入工艺、外延沉积扩散的硅源和光导纤维用高纯 石英玻璃的原料。11、五氟化磷（PF5）:在潮湿的空气中产生有毒的氟化氢烟 雾。用作气态磷离子注入源。12、四氟化

4、碳（CF4）:作为等离子蚀刻工艺中常 用的工作气体，是二氧化硅、氮化硅的等离子蚀刻剂。13、六氟乙烷（C2H6）:在等离子工艺中作为二氧化硅和磷硅玻璃的干蚀气体。14、全氟丙 烷（C3F8）:在等离子蚀刻工艺中，作为二氧化硅膜、磷硅玻璃膜的蚀刻气 体。 半导体工业常用的混合气体1、外延（生长）混合气:在半导体工业中， 在仔细选择的衬底上选用化学气相淀积的方法，生长一层或多层材料所用的气 体叫作外延气体。常用的硅外延气体有二氯二氢硅（）、四氯化硅（）和硅烷 等。主要用于外延硅淀积、氧化硅膜淀积、氮化硅膜淀积，太阳能电池和其它 光感受器的非晶硅膜淀积等。外延是一种单晶材料淀积并生长在衬底表面上的

5、过程。常用外延混合气组成如下表:序号组份气体稀释气体1234硅烷（SiH4）氯硅烷氦、氩、氢、氮氦、（SiCl4）二氯二氢硅氩、氢、氮氦、氩、（SiH2Cl2）乙硅烷（Si2H6） 氢、氮氦、氩、氢、氮2、化学气相淀积（CVD）用混合气：CVD是利用挥发性化合物，通过气相化学 反应淀积某种单质和化合物的一种方法，即应用气相化学反应的一种成膜方 法。依据成膜种类，使用的化学气相淀积（CVD）气体也不同，以下表是几类化 学气相淀积混合气的组成：膜的种类混合气组成生成方法半导体膜绝 缘膜导体 膜硅烷（SiH4） +氢二氯二氢硅（SiH2Cl2） +氢氯硅烷（SiCl4） +氢硅烷（SiH4） +甲

6、烷（CH4）硅烷（SiH4） +氧硅烷（SiH4） +氧+磷烷（PH3）硅烷（SiH4） +氧+乙硼 烷（B2H6）硅烷（SiH4） +氧化亚氮（N2O） +磷烷六氟化钨（WF6） +氢六氯化 钼（MoCl6） +氢CVDCVDCVD离子注入 CVDCVDCVDCVD 离子注 入 CVDCVDCVD3、掺杂混合气：在半导体器件和集成电路制造中，将某些杂质掺入半导体材料 内，使材料具有所需要的导电类型和一定的电阻率，以制造电阻、PN结、埋层 等。掺杂工艺所用的气体称为掺杂气体。主要包括砷烷、磷烷、三氟化磷、五 氟化磷、三氟化砷、五氟化砷、三氟化硼、乙硼烷等。通常将掺杂源与运载气 体（如氩气和氮气

7、）在源柜中混合，混合后气流连续注入扩散炉内并环绕晶片 四周，在晶片表面沉积上掺杂剂，进而与硅反应生成掺杂金属而徙动进入硅。 常用掺杂混合气：类型组份气稀释气备注硼化合物磷化合物砷化合物乙硼烷（B2H6）、三氯化硼（BCl3）、溴化硼 （BBr3）磷烷（PH3）、氯化磷（PCl3）、溴 化磷（PBr3）砷烷（AsH3）、三氯化砷（AsCl3）氦、氩、氢氦、氩、氢氦、氩、氢4、蚀刻混合气：蚀刻就是将基片上无光刻胶掩蔽的加工表面（如金属膜、氧化 硅膜等）蚀刻掉，而使有光刻胶掩蔽的区域保存下来，以便在基片表面上获得 所需要的成像图形。蚀刻方法有湿法化学蚀刻和干法化学蚀刻。干法化学蚀刻 所用气体称为蚀刻

8、气体。蚀刻气体通常多为氟化物气体（卤化物类），例如四 氟化碳、三氟化氮、三氟甲烷、六氟乙烷、全氟丙烷等。常用蚀刻气体如下 表：材质蚀刻气体铝(Al)铬(Cr)钼(Mo)铂(Pt)铝(Al)铬(Cr)钼(Mo)铂(Pt)聚硅 硅(Si)钨(W)(CC14) +氧、四氯化碳(CCl4) +空气二氟二氯化碳(CCl2F2) + 氧、四氟化碳(CF4) +氧三氟三氯乙烷(C2Cl3F3) +氧、四氟化 碳(CF4) +氧四氟化碳(CF4) +氧、乙烷(C2H6) +氯四氟化碳(CF4) +氧四氟化碳(CF4) +氧5、其它电子混合气：-6序号组份气稀释气组份气含量范围氧、氮氩、氦、 氢、氮氩、氦、氧、氮氩、氦、 氢、氮氩、氦、_ 一一 =110%55000X 10-61氢、氮氩、氦、_ 一一 =5%55000X 10-6、0.5氢、氮氩、氦、_ 一一 =15%55000X 10-6、氢、氮氩、氦、_ 一一 =0.515%55000X 10-氢、氮氩、氦、_ 一一 =6、1%0.515%5